EMUn tekninen rakenne

EMUn sivu- ja päätykuva

EMUn tekninen rakenne sivukuvana.

EMUN rakennekuva sivulta katsottuna.

Keksinnön mukaiseen laitteeseen EMU kuuluu vapaasti vedessä kellumaan sovitettu runkorakenne 10 sekä välineet 11, joilla myrskykeskuksen energiaa muutetaan sähköenergiaksi ja edelleen kolmanneksi energiamuodoksi. Kuvista puuttuvat kolmannen energian tuottamiseen kuuluvat laitteet.

Runkorakenne perustuu umpinaisen pyörähdysellipsoidin muotoiseen rakenteeseen, jossa ellipsi on pyörähtänyt pitemmän akselinsa ympäri ja jota pyöritetään pääasiallisesti tuulen voimalla ellipsoidin sivulle asennettujen siivekkeiden 12 avulla. EMU:n pyörimisakselin ihanteellinen suunta on oleellisesti veden pinnan suuntainen ja suorassa kulmassa tuulen kulkusuuntaan nähden.

Runkorakenteeseen kuuluu kaksi sisäkkäistä rakennetta, joista ulompi rakenne 14 on sovitettu pyöriväksi sisemmän rakenteen 13 ollessa pyörimätön. Toisin sanoen vain siivekkeillä varustettu ulompi kuorimainen rakenne pyörii. Sisempään rakenteeseen kuuluu lisäksi pyörimisakselin kohdalle järjestetty pääakseli 15, jolle on järjestetty epäkeskeisesti vastapainot 16 sisemmän rakenteen pitämiseksi oleellisesti pyörimättömänä. Pääakselissa on myös sopivat laakeroinnit ja niiden tuet (ei kuvassa), jotka sallivat sisäkkäisten rakenteiden keskinäisen pyörimisliikkeen siten, että pyöriminen on mahdollista kaikissa ellipsoidin asennoissa.

EMUn tekninen rakenne päätykuvana.

Rakennekuva EMUN päädystä.

EMUn varsinaisena energiankehittäjänä ovat sen sisärakenteeseen sovitetut sähkögeneraattorit 17. Maapallon vetovoima pitää epäkeskeisten vastapainojen 16 avulla pääakselille 15 sovitettuja roottoreita 18 paikoillaan.  Vastaavasti staattori 19 on yhdistetty ulompaan rakenteeseen 14. Tällöin sähkögeneraattorit voidaan yksinkertaisesti tukea pääakselille. Vastapainojen suuruudella ja sijoittelulla voidaan vaikuttaa sähkögeneraattoreiden maksimitehoon. Laitteen keveydellä ja siipirakenteilla voidaan vaikuttaa saavutettavaan hyötysuhteeseen.

Sähköenergian varastointi tai siirto myrskyn aikana on ongelmallista. Siksi sähköenergia muutetaan laitteen 10 sisällä kolmanneksi energiaksi. Laitteistoon kuuluvat myös sopivat välineet kolmannen energiamuodon valmistamiseksi ja varastoimiseksi (ei kuvassa).

EMUn sähkögeneraattorit on sovitettu käytettäväksi myös sähkömoottoreina. Näiden sähkömoottoreiden lisäksi EMU:uun on sijoitettu muitakin moottoreita 23. Niiden avulla voidaan EMU:a liikuttaa vedessä ja siirtää sitä tyynelläkin säällä paikasta toiseen. Liikkuminen tapahtuu pyörittämällä pääakselilla olevia epäkeskeisiä vastapainoja (= nostamalla sivulle ja pitämällä ne siinä) em. moottoreilla 17 ja 23. Tällöin EMUn uloin rakenne pyörii.

Sisärakenteeseen kuuluu myös pienempiä sähkömoottoreita, joilla voidaan toteuttaa EMU:n ohjaukseen liittyviä toimenpiteitä (ei kuvassa).

Pyörremyrskyn energia                    Sivun alkuun

EMUn ohjaus

Kuva EMUn ohjauksen teknisestä seliteestä.

Rakennekuva EMUN ohjauksesta.

 

EMUssa on ohjauslaitteet 22, joilla kulkusuuntaan voidaan vaikuttaa pääsääntöisesti tuulen avulla EMUn purjepinta-aloja muuttamalla sekä generaattoreiden ja moottoreiden tehonsäädöillä. EMUn ollessa ihanteellisesti vaakasuorassa ja pituusakselin ollessa kohtisuoraan tuulta vastaan, tuuli painaa tasaisesti veden pinnan päällä olevaa laitteen 10 osaa ja siivekkeitä 12. Silloin EMU pyörii ja kulkee suoraan eteenpäin tuulen suuntaan.

Kulkusuuntaan vaikutetaan muuttamalla EMUn painopisteen paikkaa säätöpainojen 21 avulla pyörimisakselin aksiaalisuunnassa. Silloin toinen ellipsoidin pää painuu syvemmälle toisen noustessa ylöspäin. Syvemmälle painuvaan päähän liikkumista jarruttava veden voima suurenee ja purjepinta-ala pienenee. Ylöspäin nousevan pään purjepinta-ala puolestaan kasvaa ja veden jarruttava voima pienentyy. Tällöin ylöspäin noussut pää työntyy tuulen vaikutuksesta helpommin eteenpäin, jolloin EMUn liikesuunta muuttuu. Lisäksi generaattoreiden tehon suurentamisella (jarrutus) voidaan tehostaa EMUn kääntymistä.  Jos taas EMUn moottoreilla suurennetaan EMUn pyörimisnopeutta (pyörimisvauhdin lisäys), on sillä päinvastainen vaikutus. Se vaimentaa EMUn kääntymisen nopeutta.

Vaihtoehtoinen ohjaustapa EMUlle saadaan seuraavasti: EMUn runkorakenteeseen 10 tehdään sauma tai useampia 20. Silloin runkorakenne 10 on jaettu pyörimisakselin eli pääakselin pituussuunnassa kahteen tai useampaan liikkuvaan osaan, jotka voivat pyöriä toisistaan riippumatta. Jokaiseen osaan on sijoitettu oma toimiva generaattori / sähkömoottori 17 vastapainoineen 16. Tällöin EMUn kuorirakenteen osien pyöriminen eri nopeudella, jopa eri suuntaan, on mahdollista. Kyseinen rakenne lisää huomattavasti EMUn ohjattavuutta ja säädettävyyttä, mutta lisää rikkoontumisherkkyyttä.

EMUn ohjauksessa voidaan myös hyödyntää EMUn generaattoreiden / moottoreiden 17 tehon säätöä. Sähköntuotantokyvyn lisääminen hidastaa EMUn pyörimistä toimien jarruna. Silloin EMUun nopeus veteen nähden hidastuu. Vastaavasti sähköntuotantokyvyn pienentäminen helpottaa EMUn pyörimistä, jolloin sen nopeus veteen nähden kasvaa.

Pyörremyrskyn energia                    Sivun alkuun

EMU  toimii tietokoneohjatusti

Kaikki edellä esitetyt toiminnot on mahdollista laittaa tietokoneilla ohjattaviksi. Satelliitti- tai muun vastaavan ohjauksen avulla EMU sijoittuu itse tai se ohjataan ohjauskeskuksesta optimaaliseen paikkaan ilman miehistöä.
Satellittipaikannuksen, merikorttien, inertialaitteiden, tutkien, meteorologisten tiedotteiden yms. sekä tietokoneohjelmistojen avulla EMU ennakoi myös mahdolliset vaaratilanteet, kuten maakosketus- ja törmäysuhan toisiin laitteisiin.

Tee EMUsta peli – samalla pelastat maailman :-/